Một vật có khối lượng m = 200g, đồng thời thực hiện hai dao động điều hòa được mô tả

Câu hỏi số 668714:

Vận dụng

Một vật có khối lượng m = 200g, đồng thời thực hiện hai dao động điều hòa được mô tả bởi đồ thị như hình vẽ. Lực hồi phục cực đại tác dụng lên vật có giá trị là:

A. 4 N.

B. 8 N.

C. 6 N.

D. 2,5 N.

Đáp án đúng là: D

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:668714

Phương pháp giải

Sử dụng kĩ năng đọc đồ thị suy ra phương trình của hai dao động.

Tổng hợp dao động.

Lực phục hồi cực đại: \({F_{\max }} = m{\omega ^2}A\)

Giải chi tiết

Từ đồ thị ta có: \({T_1} = {T_2} = 8\) ô

Mà 2 ô = \({10^{ - 1}} = 0,1\left( s \right)\)

Chu kì dao động là:

\({T_1} = {T_2} = 8.0,05 = 0,4\left( s \right)\)

Tần số góc của dao động là:

\(\omega = \dfrac{{2\pi }}{T} = \dfrac{{2\pi }}{{0,4}} = 5\pi \left( {rad/s} \right)\)

Biên độ của hai dao động là:

\({A_1} = 4\left( {cm} \right),{A_2} = 3\left( {cm} \right)\)

Tại \(t = 0,1\left( s \right):\left\{ \begin{array}{l}{x_1} = 0\\{x_2} = A\end{array} \right.\)

\( \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}0 = 4\cos \left( {5\pi .1 + {\varphi _1}} \right)\\3 = 3\cos \left( {5\pi .1 + {\varphi _2}} \right)\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}{\varphi _1} = - \dfrac{\pi }{2}\\{\varphi _2} = - \pi \end{array} \right.\)

Hai dao động vuông pha nên biên độ dao động tổng hợp là:

\(A = \sqrt {{A_1}^2 + {A_2}^2} = \sqrt {{3^2} + {4^2}} = 5\,\,\left( {cm} \right)\)

Lực phục hồi cực đại là:

\({F_{\max }} = m{\omega ^2}A = 0,2.{\left( {5\pi } \right)^2}.0,05 = 2,5\left( N \right)\)

Đáp án cần chọn là: D

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K9 Chú ý! Lộ Trình Sun 2027 - 1 lộ trình ôn đa kỳ thi (TN THPT, ĐGNL (Hà Nội/ Hồ Chí Minh), ĐGNL Sư Phạm, ĐGTD, ĐGNL Bộ Công an, ĐGNL Bộ Quốc phòngTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com. Cập nhật bám sát bộ SGK mới, Thầy Cô giáo giỏi, 3 bước chi tiết: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.